JPH06295053A - Formation method of phase-shift mask - Google Patents

Formation method of phase-shift mask

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JPH06295053A
JPH06295053A JP20956093A JP20956093A JPH06295053A JP H06295053 A JPH06295053 A JP H06295053A JP 20956093 A JP20956093 A JP 20956093A JP 20956093 A JP20956093 A JP 20956093A JP H06295053 A JPH06295053 A JP H06295053A
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JP
Japan
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phase shift
pattern
shift layer
forming
resist
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JP20956093A
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Japanese (ja)
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Young S Kim
永式 金
Young M Ham
泳穆 咸
Ik B Huh
翼範 許
Koichi Kin
興一 金
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SK Hynix Inc
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Hyundai Electronics Industries Co Ltd
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    • G—PHYSICS
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Abstract

PURPOSE: To provide the formation of a phase shift mask for forming a resist pattern with high resolution on a wafer. CONSTITUTION: A chromium pattern 12 is formed on one surface of a transparent glass plate 11 and a phase shift layer pattern 13' which is self-arrayed with this chromium pattern 12 is formed on the other surface of the transparent glass plate 11. Consequently, the superposition precision error between the phase shift layer pattern 13' and chromium pattern 12 is minimized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造におけるリ
ソグラフィ工程に使用される位相シフトマスクの形成方
法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of forming a phase shift mask used in a lithography process in semiconductor manufacturing.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来の一般的なリソグラフィ工程では、
透明ガラス板上に電子ビームを照射して所望のクロムパ
ターンを形成したフォトマスクを用いて、ウェーハの上
にレジストパターンを形成していた。2. Description of the Related Art In a conventional general lithography process,
A resist pattern was formed on the wafer using a photomask in which a desired chrome pattern was formed by irradiating a transparent glass plate with an electron beam.

【０００３】ところで、半導体素子の高集積化に伴い、
極めて微細なレジストパターンをウェーハ上に形成でき
るような高解像度のクロムパターンを有するフォトマス
クが要求されるようになってきた。この要求に応えるべ
く、光透過率が高い酸化物である位相シフト層パターン
をクロムパターンの上部に重畳させることにより解像度
の向上を図った位相シフトマスクの形成方法が開発され
た。By the way, with the high integration of semiconductor elements,
There has been a demand for a photomask having a high resolution chrome pattern capable of forming an extremely fine resist pattern on a wafer. In order to meet this demand, a method of forming a phase shift mask has been developed in which a phase shift layer pattern, which is an oxide having a high light transmittance, is superposed on a chromium pattern to improve the resolution.

【０００４】この従来技術による位相シフトマスクの形
成工程について、図３（ａ）〜（ｃ）の断面図を用いて
説明する。同図より、まず透明ガラス板３１上にクロム
を蒸着させ、この上部にレジスト材（図示せず）を塗布
した後、電子ビームを照射してこのレジスト材を露光す
る。次に、露光したレジスト材を現像処理で除去してレ
ジストパターンを形成し、このレジストパターンをマス
クに、露出したクロムをエッチングしてクロムパターン
３２を形成する。そして、クロムパターン３２の形成後
にレジストパターンを除去する（図３（ａ）参照）。The process of forming the phase shift mask according to this conventional technique will be described with reference to the sectional views of FIGS. As shown in the figure, first, chromium is vapor-deposited on the transparent glass plate 31, a resist material (not shown) is applied on the transparent glass plate 31, and then an electron beam is irradiated to expose the resist material. Next, the exposed resist material is removed by a development process to form a resist pattern, and the exposed chromium is etched using the resist pattern as a mask to form a chromium pattern 32. Then, after forming the chrome pattern 32, the resist pattern is removed (see FIG. 3A).

【０００５】次に、上記クロムパターン３２を含む透明
ガラス板３１の上部に光透過率が高いＳｉＯ2 又はＳＯ
Ｇなどの酸化物による位相シフト層３３を形成した後、
位相シフト層３３の上部にレジスト（図示せず）を塗布
し、その上部にマスク３４を配列する（図３（ｂ）参
照）。Next, SiO 2 or SO having a high light transmittance is formed on the transparent glass plate 31 including the chromium pattern 32.
After forming the phase shift layer 33 of an oxide such as G,
A resist (not shown) is applied on the phase shift layer 33, and a mask 34 is arranged on the resist (see FIG. 3B).

【０００６】次に、電子ビームを照射してレジストを露
光させ、現像処理でレジストパターンを形成し、このレ
ジストパターンをマスクに、露出した位相シフト層３３
をエッチングで除去して位相シフト層パターン３３´を
形成する（図３（ｃ）参照）。Next, the resist is exposed by irradiating it with an electron beam, a resist pattern is formed by a developing process, and the exposed phase shift layer 33 is formed using this resist pattern as a mask.
Are removed by etching to form a phase shift layer pattern 33 '(see FIG. 3C).

【０００７】ここで、上記の位相シフト層パターン３３
´はクロムパターン３２と重畳して形成されるが、重畳
精密度が位相シフトマスクの製作に重要なポイントとな
る。Here, the phase shift layer pattern 33 described above is used.
′ Is formed so as to overlap with the chrome pattern 32, and the precision of overlapping is an important point in manufacturing the phase shift mask.

【０００８】よって、理想的な位相シフト層パターン３
３´が形成された位相シフトマスクを用いて、後工程の
フォト作業を行えば、正確な位相シフト効果を得ること
ができ、製作者が望む高解像度のレジストパターン（図
示せず）がウェーハ上に形成される。Therefore, the ideal phase shift layer pattern 3
By performing a photo process in a post process using the phase shift mask on which 3'is formed, an accurate phase shift effect can be obtained, and a high resolution resist pattern (not shown) desired by the manufacturer is formed on the wafer. Is formed.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術による位相シフトマスクの形成方法では、ク
ロムパターンが形成されている面に位相シフト層パター
ンを重畳させて位相シフト効果を得るようにしている
が、クロムパターンに正確に位相シフト層パターンを重
畳させることは難しい。However, in the above-described method of forming a phase shift mask according to the prior art, the phase shift layer pattern is superimposed on the surface on which the chrome pattern is formed to obtain the phase shift effect. However, it is difficult to accurately superimpose the phase shift layer pattern on the chrome pattern.

【００１０】このため、図３（ｃ）に点線で示した位相
シフト層パターン３３″のように、クロムパターン３２
と正確に重畳されないことがあった。このような場合、
これを位相シフトマスクに用いてフォト作業を実施して
も、正確な位相シフト効果を得ることができない。した
がって、従来技術による位相シフトマスクの形成方法で
は、製作者が望む高解像度のレジストパターンを得るこ
とは困難であった。特に、位相シフト層パターン３３を
クロムパターン３２に重畳させて形成するためには、形
状の異なる複数のマスクを使用する必要があり、且、こ
れらのマスクを正確に配列しなければならないなど、種
々のミスアラインされる要因が含まれていた。For this reason, the chrome pattern 32 is formed like the phase shift layer pattern 33 "shown by the dotted line in FIG.
There was a case that it was not superimposed correctly. In such cases,
Even if this is used for a phase shift mask and a photo work is performed, an accurate phase shift effect cannot be obtained. Therefore, it is difficult to obtain a high-resolution resist pattern desired by the manufacturer by the conventional method of forming a phase shift mask. In particular, in order to form the phase shift layer pattern 33 on the chrome pattern 32, it is necessary to use a plurality of masks having different shapes, and these masks must be arranged accurately. The factors that were misaligned were included.

【００１１】本発明は、このような問題を解決して、高
解像度のレジストパターンをウェーハ上に形成するため
の位相シフトマスクの形成方法を提供することを目的と
する。An object of the present invention is to solve the above problems and provide a method for forming a phase shift mask for forming a high resolution resist pattern on a wafer.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の位相シフトマスクの形成方法は、透明ガラ
ス板の一方の面上にクロムパターンを形成した後、この
透明ガラス板の他方の面上に酸化物による位相シフト層
を形成する工程と、位相シフト層上にレジスト材を塗布
した後、クロムパターンの上方より光を照射して、この
照射光が透明ガラス板及び位相シフト層を透過した透過
光によってレジスト材を露光させた後、現像処理でレジ
スト材の一部を除去してレジストパターンを形成する工
程と、レジストパターンをマスクにしたドライエッチン
グ又はウエットエッチングによって位相シフト層を除去
して位相シフト層パターンを形成する工程とを備える。In order to solve the above-mentioned problems, a method of forming a phase shift mask of the present invention is one in which a chrome pattern is formed on one surface of a transparent glass plate and then the other of the transparent glass plate is formed. The step of forming a phase shift layer of oxide on the surface of, and after applying a resist material on the phase shift layer, irradiating light from above the chrome pattern, the irradiation light is transparent glass plate and the phase shift layer. After exposing the resist material by the transmitted light that has passed through, the step of forming a resist pattern by removing a part of the resist material in the development process, and the phase shift layer by dry etching or wet etching using the resist pattern as a mask. And removing it to form a phase shift layer pattern.

【００１３】[0013]

【作用】本発明の位相シフトマスクの形成方法によれ
ば、透明ガラス板の一方の面上にクロムパターンが形成
され、このクロムパターンにより自己整列された位相シ
フト層パターンが透明ガラス板の他方の面上に形成され
る。このため、位相シフト層パターンとクロムパターン
間の重畳精密誤差を最小にすることができる。According to the method of forming a phase shift mask of the present invention, a chrome pattern is formed on one surface of a transparent glass plate, and the phase shift layer pattern self-aligned by this chrome pattern is formed on the other surface of the transparent glass plate. Formed on the surface. Therefore, the precision error of superimposition between the phase shift layer pattern and the chrome pattern can be minimized.

【００１４】[0014]

【実施例】以下、本発明に係る位相シフトマスクの形成
方法の一実施例について、添付図面を参照して説明す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the method of forming a phase shift mask according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【００１５】図１（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施例に係
る位相シフトマスクの形成工程を示す断面図である。同
図より、まず公知の技術で透明ガラス板１１の上に電子
ビームを照射して所望のクロムパターン１２を形成する
（図１（ａ）参照）。FIGS. 1A to 1D are sectional views showing the steps of forming the phase shift mask according to the first embodiment. As shown in the figure, first, a desired chromium pattern 12 is formed by irradiating an electron beam on the transparent glass plate 11 by a known technique (see FIG. 1A).

【００１６】次に、クロムパターン１２が形成されてい
ない面の透明ガラス板１１上に光透過率が高い酸化物、
例えばＳｉＯ2 又はＳＯＧなどを用いて位相シフト層１
３を４０００〜４５００オングストローム程度の厚さで
形成する。そして、この位相シフト層１３上にポジティ
ブレジスト（positive resist ）層１４を形成する（図
１（ｂ）参照）。形成されたポジティブレジスト層１４
は、後の工程で位相シフト層パターン１３´を形成する
ためのマスクとして使用される。Next, an oxide having a high light transmittance is formed on the transparent glass plate 11 on the surface where the chrome pattern 12 is not formed,
For example, the phase shift layer 1 using SiO 2 or SOG
3 is formed to a thickness of about 4000 to 4500 angstroms. Then, a positive resist layer 14 is formed on the phase shift layer 13 (see FIG. 1B). Formed positive resist layer 14
Is used as a mask for forming the phase shift layer pattern 13 'in a later step.

【００１７】次に、クロムパターン１２をマスクに光を
照射してポジティブレジスト層１４を露光し、光の照射
によって露光された部分を現像処理で除去して自己整列
されたポジティブレジストパターン１４´を形成する
（図１（ｃ）参照）。Next, the positive resist layer 14 is exposed by irradiating light with the chrome pattern 12 as a mask, and the portion exposed by the light is removed by a developing process to form a self-aligned positive resist pattern 14 '. Formed (see FIG. 1C).

【００１８】次に、前工程で形成されたポジティブレジ
ストパターン１４´をマスクにして位相シフト層１３を
ドライエッチングまたはウエットエッチングの方法で不
完全エッチングして、位相シフト層パターン１３´を形
成する。その後にポジティブレジストパターン１４´を
除去することにより、位相シフトマスクが完成する（図
１（ｄ）参照）。Next, the phase shift layer 13 is incompletely etched by dry etching or wet etching using the positive resist pattern 14 'formed in the previous step as a mask to form a phase shift layer pattern 13'. After that, the positive resist pattern 14 'is removed to complete the phase shift mask (see FIG. 1D).

【００１９】上記の位相シフト層パターン１３´は図１
（ｄ）に示す断面図のように位相シフトの効果を得るた
め不完全エッチングにより位相シフト層パターン１３´
の幅Ｗ２がクロムパターン１２の幅Ｗ１より広く（Ｗ１
＜Ｗ２）なるように形成されている。また、クロムパタ
ーン１２と位相シフト層パターン１３´は自己整列され
ているので重畳精密誤差を最小に抑えることができる。
従って、この位相シフトマスクを使用して、ウェーハの
上にレジストパターン（図示せず）を形成すれば、位相
シフト効果により解像力が向上する。The above-mentioned phase shift layer pattern 13 'is shown in FIG.
As shown in the sectional view of FIG. 3D, the phase shift layer pattern 13 ′ is formed by incomplete etching to obtain the effect of phase shift.
Has a width W2 wider than the width W1 of the chrome pattern 12 (W1
<W2). Further, since the chrome pattern 12 and the phase shift layer pattern 13 'are self-aligned, the precision error of superposition can be minimized.
Therefore, if a resist pattern (not shown) is formed on the wafer using this phase shift mask, the resolution is improved by the phase shift effect.

【００２０】図２（ａ）〜（ｄ）は、第２の実施例に係
る位相シフトマスクの形成工程を示す断面図である。同
図より、まず公知の技術で透明ガラス板２１の上に電子
ビームを照射して所望のクロムパターン２２を形成する
（図２（ａ）参照）。2A to 2D are sectional views showing the steps of forming a phase shift mask according to the second embodiment. As shown in the figure, first, a desired chromium pattern 22 is formed by irradiating an electron beam on the transparent glass plate 21 by a known technique (see FIG. 2A).

【００２１】次に、クロムパターン２２が形成されてい
ない面の透明ガラス板２１上に光透過率が高い酸化物、
例えばＳｉＯ2 又はＳＯＧなどを用いて位相シフト層２
３を４０００〜４５００オングストローム程度の厚さで
形成する。そして、この位相シフト層２３上にネガティ
ブレジスト（negative resist)層２４を形成する（図２
（ｂ）参照）。形成されたネガティブレジスト層２４
は、後の工程で位相シフト層パターン２３´を形成する
ためのマスクとして使用される。Next, an oxide having a high light transmittance is formed on the transparent glass plate 21 on the surface where the chrome pattern 22 is not formed,
For example, the phase shift layer 2 using SiO 2 or SOG
3 is formed to a thickness of about 4000 to 4500 angstroms. Then, a negative resist layer 24 is formed on the phase shift layer 23 (see FIG. 2).
(See (b)). Formed negative resist layer 24
Is used as a mask for forming the phase shift layer pattern 23 'in a later step.

【００２２】次に、クロムパターン２２をマスクに光を
照射してネガティブレジスト層２４を露光し、光の照射
によって露光された部分を現像処理で除去して自己整列
されたネガティブレジストパターン２４´を形成する
（図２（ｃ）参照）。Next, the negative resist layer 24 is exposed by irradiating light with the chrome pattern 22 as a mask, and the exposed portion is removed by a developing process to form a self-aligned negative resist pattern 24 '. It is formed (see FIG. 2C).

【００２３】次に、前工程で形成されたネガティブレジ
ストパターン２４´をマスクにして位相シフト層２３を
ドライエッチングまたはウエットエッチングの方法で過
度エッチングして、位相シフト層パターン２３´を形成
する。その後にネガティブレジストパターン２４´を除
去することにより、位相シフトマスクが完成する（図２
（ｄ）参照）。Next, using the negative resist pattern 24 'formed in the previous step as a mask, the phase shift layer 23 is over-etched by dry etching or wet etching to form a phase shift layer pattern 23'. After that, the negative resist pattern 24 'is removed to complete the phase shift mask (FIG. 2).
(See (d)).

【００２４】上記の位相シフト層パターン２３´は図２
（ｄ）に示す断面図のように位相シフト効果を得るため
過度エッチングにより隣接する位相シフト層パターン２
３´の間の幅Ｌがクロムパターン２２の幅Ｗ１より広く
（Ｗ１＜Ｌ）なるように形成されている。また、位相シ
フト層パターン２３´はクロムパターン２２がない部分
にのみ形成されることによって、重畳されることを防止
することができる。従って、この位相シフトマスクを使
用して、ウェーハの上にレジストパターン（図示せず）
を形成すれば、位相シフト効果により解像力が向上す
る。The above phase shift layer pattern 23 'is shown in FIG.
As shown in the sectional view of FIG. 3D, the adjacent phase shift layer pattern 2 is formed by overetching to obtain a phase shift effect.
The width L between 3'is formed to be wider than the width W1 of the chrome pattern 22 (W1 <L). In addition, the phase shift layer pattern 23 ′ can be prevented from being overlapped by being formed only in a portion where the chrome pattern 22 is absent. Therefore, using this phase shift mask, a resist pattern (not shown) on the wafer
By forming, the resolution is improved by the phase shift effect.

【００２５】[0025]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の位
相シフトマスクの形成方法であれば、透明ガラス板の一
方の面上にクロムパターンが形成され、このクロムパタ
ーンにより自己整列された位相シフト層パターンが透明
ガラス板の他方の面上に形成される。このため、位相シ
フト層パターンとクロムパターン間の重畳精密誤差を最
小に抑えることができ、半導体製造において要求される
高解像力を得られる位相シフトマスクを製作することが
できる。As described in detail above, according to the method of forming a phase shift mask of the present invention, a chrome pattern is formed on one surface of a transparent glass plate, and the phase self-aligned by the chrome pattern is formed. A shift layer pattern is formed on the other surface of the transparent glass plate. Therefore, the precision error of superimposition between the phase shift layer pattern and the chrome pattern can be minimized, and the phase shift mask that can obtain the high resolution required in semiconductor manufacturing can be manufactured.

【００２６】さらに、従来の電子ビーム照射による方法
と異なり、本発明の位相シフトマスクの形成方法では、
単純な露光工程によって位相シフト層パターンを形成し
ているので、位相シフトマスク製作時間の短縮が図れ
る。このため、位相シフトマスク製作の生産性が向上す
る。Further, unlike the conventional method using electron beam irradiation, in the method of forming a phase shift mask of the present invention,
Since the phase shift layer pattern is formed by a simple exposure process, the manufacturing time of the phase shift mask can be shortened. Therefore, the productivity of manufacturing the phase shift mask is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】第１の実施例による位相シフトマスクの形成工
程を示した断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a step of forming a phase shift mask according to a first embodiment.

【図２】第２の実施例による位相シフトマスクの形成工
程を示した断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a step of forming a phase shift mask according to a second embodiment.

【図３】従来の技術による位相シフトマスクの形成工程
を示した断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a step of forming a phase shift mask according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１１，２１，３１…透明ガラス板、１２，２２，３２…
クロムパターン、１３，２３，３３…位相シフト層、１
３´，２３´，３３´，３３″…位相シフト層パター
ン、１４…ポジティブレジスト層、１４´…ポジティブ
レジストパターン、２４…ネガティブレジスト層、２４
´…ネガティブレジストパターン、３４…マスク。11, 21, 31 ... Transparent glass plate, 12, 22, 32 ...
Chrome pattern, 13, 23, 33 ... Phase shift layer, 1
3 ', 23', 33 ', 33 "... Phase shift layer pattern, 14 ... Positive resist layer, 14' ... Positive resist pattern, 24 ... Negative resist layer, 24
'... Negative resist pattern, 34 ... Mask.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 咸 泳穆 大韓民国京畿道利川郡利川邑官庫里226− ３ソルボンアパートメント 夕−401 (72)発明者 許 翼範 大韓民国ソウル特別市永登浦区新吉６洞 4093−711 (72)発明者 金 興一 大韓民国京畿道ミ金市金谷洞404−103 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor, Xuan Yi, 226-3, Socheon Apartment, Icheon-ri, Icheon-gun, Icheon-gun, Gyeonggi-do, Republic of Korea Evening 401 (72) Inventor, Yonghan, Yeongdeung-gu, Seoul, Republic of Korea Shinkichi 6-dong 4093-711 (72) Inventor Kim Kou-ichi 404-103, Kanaya-dong, Mikin-shi, Gyeonggi-do, Republic of Korea

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 半導体の製造工程に使用する位相シフト
マスクの形成方法において、 透明ガラス板の一方の面上にクロムパターンを形成した
後、前記透明ガラス板の他方の面上に酸化物による位相
シフト層を形成する工程と、 前記位相シフト層上にレジスト材を塗布した後、前記ク
ロムパターンの上方より光を照射して、この照射光が前
記透明ガラス板及び前記位相シフト層を透過した透過光
によって前記レジスト材を露光させた後、現像処理で前
記レジスト材の一部を除去してレジストパターンを形成
する工程と、 前記レジストパターンをマスクにしたドライエッチング
又はウエットエッチングによって前記位相シフト層を除
去して位相シフト層パターンを形成する工程とを備える
ことを特徴とする位相シフトマスクの形成方法。1. A method of forming a phase shift mask used in a semiconductor manufacturing process, comprising forming a chrome pattern on one surface of a transparent glass plate and then forming an oxide phase on the other surface of the transparent glass plate. A step of forming a shift layer, after applying a resist material on the phase shift layer, irradiating light from above the chrome pattern, the irradiation light is transmitted through the transparent glass plate and the phase shift layer After exposing the resist material with light, a step of removing a part of the resist material by a developing process to form a resist pattern, and the phase shift layer by dry etching or wet etching using the resist pattern as a mask. A step of removing and forming a phase shift layer pattern. 【請求項２】 前記レジストパターンはポジティブレジ
スト（positive resist ）によるパターンであり、この
レジストパターンをマスクとした前記位相シフト層のエ
ッチングの工程では、前記位相シフト層パターンの幅が
前記クロムパターンの幅より広くなるように不完全エッ
チングが行われることを特徴とする請求項１記載の位相
シフトマスクの形成方法。2. The resist pattern is a positive resist pattern, and in the step of etching the phase shift layer using the resist pattern as a mask, the width of the phase shift layer pattern is the width of the chrome pattern. The method for forming a phase shift mask according to claim 1, wherein incomplete etching is performed so as to be wider. 【請求項３】 前記レジストパターンはネガティブレジ
スト（negative resist ）によるパターンであり、この
レジストパターンをマスクとした前記位相シフト層のエ
ッチングの工程では、隣接する前記位相シフト層パター
ンとの間の幅が前記クロムパターンの幅より広くなるよ
うに過度エッチングが行われることを特徴とする請求項
１記載の位相シフトマスクの形成方法。3. The resist pattern is a pattern of a negative resist, and in the step of etching the phase shift layer using the resist pattern as a mask, the width between the adjacent phase shift layer patterns is reduced. The method of claim 1, wherein the over-etching is performed so as to be wider than the width of the chrome pattern. 【請求項４】 前記位相シフト層の材料には光透過率が
高いＳｉＯ2 又はＳＯＧが用いられていることを特徴と
する請求項２または請求項３記載の位相シフトマスクの
形成方法。4. The method for forming a phase shift mask according to claim 2, wherein SiO 2 or SOG having a high light transmittance is used as a material of the phase shift layer.
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